Czy ktoś tam jest?

Jeśli wierzyć fantastyce, najbliższe lata powinny być w kosmosie niezwykle ekscytujące. Co prawda przespaliśmy 2001 r., który u Arthura C. Clarke’a miał być początkiem kosmicznej odysei, a i rok 2010 minął bez choćby grzecznościowej rozmowy z obcą cywilizacją. I bez tego najbliższe lata to jednak w klasyce science fiction prawdziwy start z kopyta: W „Czerwonym Marsie” Kima Stanleya Robinsona w 2026 r. pierwszych 100 kolonistów startuje w podróż na Marsa. W 2029 r. wyrusza ich śladem wyprawa z „Marsjanina” Ridleya Scotta, a w cztery lata później pierwsi koloniści z miniserialu „Mars” National Geographic. Na Czerwonej Planecie robi się tłoczno. Nieco dalej i nieco później, bo w 2040 r., statek Horyzont Zdarzeń wypróbowuje napęd nadprzestrzenny, choć biorąc pod uwagę, że film pod tym samym tytułem był horrorem, a statek poleciał prosto do piekła, może akurat z tym kamieniem milowym powinniśmy się wstrzymać.

To właśnie od Marsa wszystko się zacznie. Co prawda od półwiecza do znużenia powtarzanym w branży kosmicznej żartem jest to, że lądowanie na Marsie zawsze będzie zapowiadane jako odległe o 20 lat, wiele wskazuje jednak na to, że tym razem przepowiadany przez popkulturę sezon na Marsa może nadejść zgodnie z harmonogramem. Jeśli wszystko pójdzie tak, jak przewidują plany, w 2045 r. na Marsie może żyć już kilkuset, a może nawet kilka tysięcy ludzi. Jeśli nie – na jego powierzchni może pojawić się zamiast tego przygnębiający i bardzo kosztowny krater.

Proces badań podboju tej planety przebiega w bardzo regularnych, dyktowanych mechaniką orbitalną taktach. Co dwa lata i dwa miesiące obie planety ustawiają się tak, że lot na trasie Ziemia–Mars wymaga najmniejszego koniecznego wydatku energii. To oznacza, że na Marsa można wtedy dostać się najszybciej i, co ważne, najtaniej. Dlatego właśnie co dwa lata wyruszają marsjańskie ekspedycje. Na razie bezzałogowe.

Kosmiczna sztafeta
Najbliższe takie okno wypada latem 2020 r. W drogę na Czerwoną Planetę wyruszy istna flotylla bezzałogowych pojazdów. W lipcu wystartują: zbudowany w Emiratach Arabskich orbiter Al Amal (Nadzieja), chiński lądownik Yinghuo-1, europejsko-rosyjski łazik Franklin i amerykański łazik, który na razie nie ma imienia innego niż bezosobowe Mars 2020 (docelową nazwę, wybraną spośród 28 tysięcy zgłoszonych przez uczniów propozycji, dostanie na początku marca). Dla trzech z czterech uczestników tego swoistego wyścigu lot ma ogromne znaczenie prestiżowe: to pierwsza międzyplanetarna misja ZEA, pierwsza próba marsjańskiego lądowania Chin i trzecie podejście do lądowania dla Europejczyków. Dwa pierwsze: brytyjski Beagle i zbudowany przez Europejską Agencję Kosmiczną Schiaparelli, zdołały jedynie wzbogacić marsjański krajobraz o kratery udekorowane kawałkami pogiętego metalu.

Ale w 2045 r. nikt nie będzie pamiętał, kto, gdzie i kiedy po raz pierwszy posadził robota. Istotne będzie to, że dwa z tych pojazdów – Franklin i 2020 – mają szukać już nie tylko dowodów na to, że Mars kiedyś, dawno temu, nadawał się do życia. To już wiemy. Oba roboty mają bezpośrednio poszukać biomarkerów potwierdzających, że takie życie tam istniało. Albo istnieje w jakiejś ukrytej formie do dziś.

2020 ma w założeniu zrobić coś jeszcze. Pomóc dostarczyć kawałki Marsa na Ziemię. Łazik będzie wyszukiwał interesujące geologów formacje skalne (pomoże mu w tym pierwszy w historii pozaziemski dron, który dokona kilku krótkich lotów i stworzy mapę okolicy) i, poza badaniem ich na miejscu, pobierze próbki skał i zamknie w hermetycznych pojemnikach. Po zebraniu 20–30 próbek pojazd pozostawi je w specjalnym pojemniku na powierzchni planety.

I tutaj zaczyna się jeden z najbardziej wariackich pomysłów w historii podboju kosmosu. Kosmiczna sztafeta. Jakiś czas później (nikt nie wie jeszcze dokładnie, kiedy) na Marsa poleci kolejny lądownik, który wyląduje w pobliżu pojemnika i wyśle po niego małego robota-kuriera. Następnie załaduje próbki do rakiety, którą przywiezie ze sobą na powierzchnię Marsa. Rakieta wyniesie próbki na orbitę, gdzie przechwyci je trzeci pojazd, orbiter wysłany tam przez Europejską Agencję Kosmiczną (również nikt nie wie jeszcze, kiedy). Ten zabierze próbki z powrotem na Ziemię, gdzie, hermetycznie zamknięte i nietknięte, trafią pod laboratoryjne mikroskopy.

To może być moment na miarę rewolucji kopernikańskiej. Jeśli w marsjańskiej glebie znajdują się mikroby, czy to żywe, czy skamieniałe, zobaczymy je czarno na białym. Tyle że koszty i wyzwania są ogromne, a najbardziej optymistyczny scenariusz zakłada, że kawałki Marsa dotrą na Ziemię około 2031 r. Na razie NASA dostała 200 mln dolarów na przygotowania. A to wystarczy najwyżej na wstępne prace. Istnieje też ryzyko, że zanim inżynierowie zdołają wysłać robota po próbki, ktoś po prostu podejdzie i weźmie je pod pachę. Ale o tym za chwilę.

Gdzie szukać, jak szukać
Mars jak zwykle gwiazdorzy i skupia na sobie większość uwagi, ale nie jest jedynym ani może nawet najważniejszym celem astrobiologów. „Myślę, że jesteśmy o jedno pokolenie od znalezienia życia w naszym Układzie Słonecznym, czy to na jednym z lodowych księżyców, czy na Marsie. I jedno pokolenie od odkrycia go na planecie wokół pobliskiej gwiazdy” – mówił jeszcze w 2015 r. ówczesny wiceszef NASA John Grunsfeld. Główna naukowczyni agencji Ellen Stofan wyznaczyła jeszcze precyzyjniejszy termin. „Myślę, że będziemy mieli mocne przesłanki istnienia życia poza Ziemią w ciągu dekady. A definitywne dowody w ciągu 20 do 30 lat. Wiemy, gdzie szukać, wiemy, jak szukać, w większości przypadków mamy technologię i jesteśmy na najlepszej drodze do jej zastosowania” – tłumaczyła podczas tego samego panelu. Czyli ostateczny termin wypada w... 2045 r.

Jeśli nie na Marsie, to gdzie? Najlepszymi kandydatami na znalezienie życia są wymienione przez Grunsfelda lodowe księżyce Jowisza i Saturna: Europa, Ganimedes, Kalisto i Enceladus. Mają wszystkie elementy, które, jak sądzimy, są potrzebne do powstania życia: ciekłą wodę (dość powiedzieć, że podlodowy ocean Europy zawiera najprawdopodobniej więcej H2O niż wszystkie morza na Ziemi łącznie), związki organiczne i źródło energii w postaci podwodnych wulkanów. Dotąd były badane tylko pobieżnie, ale za kilkanaście lat powinniśmy przyjrzeć się im z bliska: przygotowania do europejskiej misji JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) i amerykańskiej Europa Clipper idą pełną parą; obie powinny polecieć w stronę Jowisza między 2022 a 2025 rokiem i rozpocząć badania w pierwszej połowie lat 30. Potem mogą do nich dołączyć lądownik Europa Lander i zaproponowany przez miliardera Jurija Milnera prywatny orbiter Breakthrough Enceladus.

Ba, nawet Wenus, której powierzchnia jest najlepszym znanym nam naturalnym odpowiednikiem szybkowaru, może okazać się astrobiologiczną żyłą złota. W ubiegłym roku międzynarodowy zespół zasugerował, że dziwne, zmienne ciemne plamy na wenusjańskich chmurach mogą być gigantycznymi wykwitami mikroorganizmów unoszących się swobodnie w wysokich, chłodnych warstwach atmosfery planety. Aby to sprawdzić, amerykańscy naukowcy chcą tam w 2026 r. wysłać sześciometrowy latający pojazd VAMP, który miałby pobrać próbki wenusjańskiej atmosfery i poszukać w nich biomarkerów.

Przeglądanie nieba
Odkrycie jakiejkolwiek formy pozaziemskiego życia byłoby sejsmicznym wstrząsem dla nauki, ale pozaziemska ameba czy meduza zapewne nie zmieniłaby tego, jak widzimy swoje miejsce we wszechświecie. Co innego dowód na to, że gdzieś w kosmosie istnieją inne cywilizacje. Tu niestety nasze możliwości są o wiele bardziej ograniczone i z konieczności w dużym stopniu musimy polegać na łucie szczęścia.

Trudno dziś marzyć o wysłaniu sond do innych gwiazd. Zaproponowany przez wspomnianego już Milnera projekt Breakthrough Starshot zakłada, że około 2036 r. moglibyśmy wysłać w stronę najbliższej nam Proximy Centauri minisondy wielkości znaczka pocztowego, które, napędzane światłem ogromnych, naziemnych laserów, mogłyby dotrzeć tam 20 lat później. Za jedyne 10 miliardów dolarów.

Nowe kosmiczne teleskopy, takie jak opóźniony o niemal dekadę teleskop Webba, dają szansę na odkrycie biomarkerów w atmosferach planet pozasłonecznych. Nowe radioteleskopy, takie jak składający się z 42 anten, przeznaczony do poszukiwania Obcych teleskop Allena w Kalifornii, pozwalają przeszukiwać niebo szybciej niż dotąd. A nowe technologie otwierają dla poszukiwaczy nowe pola: detektor VERITAS, składający się z czterech 12-metrowych reflektorów, ustawionych na szczycie góry w Amado w stanie Arizona, rozpoczął w tym roku poszukiwania pozaziemskich błysków laserowych.

„Należy pamiętać, że takie poszukiwania przyspieszają wykładniczo, co pozwala nam na bardzo toporne oszacowanie tego, kiedy program SETI (poszukiwania pozaziemskiej inteligencji) mógłby przynieść rezultat” – pisze szef Instytutu SETI astronom Seth Shostak. „Jeśli przyjmiemy, za Frankiem Drakiem, że w naszej galaktyce istnieje 10 tysięcy cywilizacji nadających sygnały, to musimy przeszukać od miliona do dziesięciu milionów systemów gwiezdnych, żeby mieć rozsądną szansę na to, że natkniemy się na jedną z nich. Ten poziom osiągniemy w ciągu najbliższych dwóch dziesięcioleci, ale z pewnością nie w roku 2020”.

NASA działa po staremu
Jeśli przed 2045 r. nie odnajdziemy jednak dowodów na brak własnej wyjątkowości, będziemy musieli tę wyjątkowość umocnić. Własnoręcznie stworzyć pozaziemskie życie, przenosząc samych siebie, oraz elementy ziemskiej biosfery, poza Ziemię.

Tu łatwo o zniechęcony cynizm. Między lotem Gagarina a pierwszym lądowaniem na Księżycu minęło zaledwie 8 lat. Kolejnych 50 lat spędziliśmy wysyłając ludzi na krótkie wycieczki na orbitę. To tak, jakby po wyprawie Kolumba ludzkość kolektywnie uznała, że nie warto zawracać ­sobie głowy morską żeglugą i wystarczy pływanie kajakiem po jeziorze.

Tyle że głównym hamulcem załogowego podboju kosmosu był dokładnie ten sam czynnik, który stał za jego pierwszymi sukcesami: zimna wojna. Dopóki Zachód i Wschód mierzyły do siebie atomowymi arsenałami, rakiety pozostawały przede wszystkim bronią, a dopiero w drugiej kolejności narzędziem. Nawet jeśli rakiety wynoszące astronautów i satelity nie były wprost tymi samymi, które miały miotać głowice wodorowe przez pół globu, to były opracowywane przez te same firmy i tworzono je w tych samych warunkach gospodarczych. Czyli bez jakiejkolwiek presji na to, by były ekonomiczne, niezawodne czy – toż to dopiero była mrzonka – wielorazowe. Wojskowy klient był przyzwyczajony do płacenia miliardów. Naukowców i badaczy rzadko było na to stać.

Dopiero w dekadę od zakończenia zimnowojennej rywalizacji okazało się, że może być inaczej. Kiedy za loty w kosmos zabrały się prywatne firmy o mentalności startupów z Doliny Krzemowej, okazało się, że to możliwe. I choć stojący za nimi miliarderzy tacy jak Musk, Bezos czy Branson są słusznie potępiani za swoją arogancję dorównującą niemal arogancji cesarza Nerona, trzeba im przyznać jedno: to dzięki nim kosmos w 2045 r. będzie zupełnie innym miejscem. Na dobre i złe.

NASA na razie działa po staremu. Agencja dostała od prezydenta Trumpa polecenie ponownego wysłania ludzi na Księżyc. Tym razem na dłużej. Trump zażyczył sobie, by misja Artemida-3 wylądowała na księżycowym biegunie południowym w 2024 r., w sam raz, by uświetnić finał jego ewentualnej drugiej kadencji w Białym Domu. Cały program, z ogromną rakietą, załogową kapsułą, pojazdami zaopatrzeniowymi, lądownikami i małą stacją kosmiczną na księżycowej orbicie, ma kosztować ponad 25 miliardów dolarów. I najprawdopodobniej się nie powiedzie, a z pewnością nie w tak ambitnym terminie.

Agencja uparła się, by na potrzeby programu opracować największą rakietę świata SLS. Ma mieć 111 metrów wysokości i wynosić na orbitę Ziemi ładunki ważące 95 ton – tyle, co dwa w pełni zatankowane i załadowane boeingi 737. I tylko bilet będzie dosyć drogi: każdy start kolosa ma kosztować niemal miliard dolarów. Nie wiadomo jednak, kiedy nastąpi, bo choć w rakiecie nie ma wielu nowych elementów – jest ona w pewnym uproszczeniu zlepkiem technologii powstałych na potrzeby zakończonego w 2011 r. programu lotów promów kosmicznych i zakończonego w 1975 r. programu Apollo – to jej pierwszy start ulega bezustannym opóźnieniom. W ubiegłym tygodniu agencja przesunęła go ponownie, na rok 2021.

Seryjny Starship
Elon Musk planuje swoje pierwsze (początkowo bezzałogowe) lądowanie księżycowe na 2022 r. Miliarder kończy budowę pojazdu, który – jeśli zadziała tak, jak by tego sobie życzył twórca – może stać się najbardziej przełomowym środkiem transportu od czasu samolotu Flyer braci Wright. Jeśli nie – stanie się pomnikiem pychy godnym „Ozymandiasa” Percy’ego Shelleya. Starship ma być uniwersalnym środkiem transportu po całym Układzie Słonecznym. Ten sam pojazd ma móc wylądować na Księżycu, Marsie, a nawet księżycach Jowisza. Co ważne, będzie też w stanie wystartować z ich powierzchni bez asysty dodatkowych rakiet (wyrwanie się z o wiele głębszej studni grawitacyjnej Ziemi będzie jednak wymagało dopalacza w formie ogromnej rakiety wielorazowego użytku). I, co może najważniejsze, Starship w każdy lot będzie mógł zabrać nawet 100 pasażerów. Dotąd, od Gagarina, w kosmosie było niewiele ponad 500 osób. Do tego, jako że i rakieta, i pojazd będą zgodnie z planem wykorzystywane nawet setki razy, koszt startu ma sprowadzać się w zasadzie do kosztu paliwa: mniej więcej 2 miliony dolarów za lot. 400 razy mniej niż SLS.

Starship już powstaje. A raczej Starshipy, bo Musk rozpoczął produkcję seryjną, nie czekając nawet na pierwszy lot próbny. Jeszcze w tym roku pojazdy mają rozpocząć testy w atmosferze Ziemi. W przyszłym mają ją opuścić i, być może, bez załogi odwiedzić Księżyc. Pierwsi pasażerowie, według planu, polecą na pokładzie pojazdu w 2023 r.: japoński miliarder Yusaku Maezawa zapłacił już Muskowi nieujawnioną kwotę za lot wokół Księżyca.

To wszystko jednak tylko przygrywka, bo Musk nigdy nie krył, że Starship powstaje w jednym celu: kolonizacji Marsa. Miliarder prawdopodobnie nie zdąży przygotować pojazdu do lotu podczas następnego marsjańskiego okna startowego w 2022 r., ale jeśli prace będą postępować w takim tempie jak dotąd, pierwszy bezzałogowy Starship może dostarczyć na powierzchnię Marsa roboty i urządzenia przygotowujące grunt pod bazę już w 2024 r. A potem co dwa lata dowozić kolejnych kolonistów. W połowie stulecia na Marsie ma funkcjonować prawdziwe miasto. Z jakiegoś powodu Musk wielokrotnie podkreślał, że będzie w nim działać pizzeria.

Zaśmiecone niebo
Kolonista czy turysta w drodze na Marsa będzie mógł zapewne skorzystać także z licznych rozrywek bliżej domu. Pierwsza prywatna stacja kosmiczna ma zacząć powstawać w przyszłym roku. Firma Axiom Space podpisała umowę z NASA na wyposażenie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) w cztery prywatne moduły obejmujące przestrzeń życiową, laboratoria, kopułę obserwacyjną i niezależne od stacji źródła zasilania. Zacumowane ok. 2028 r. do stacji moduły będą mogły odczepić się od ISS, tworząc zupełnie niezależną i całkowicie prywatną stację kosmiczną. Pierwszą, ale zapewne nie ostatnią, bo kosmos, przy spadających gwałtownie kosztach lotów, staje się nagle atrakcyjny dla wielkiego biznesu. I nie chodzi tu tylko ani nawet przede wszystkim o turystykę; laboratoria i fabryki działające w stanie nieważkości są potencjalnie bezcenne dla firm biotechnologicznych, farmaceutycznych, chemicznych i innych. Do 2045 r. Ziemię może otaczać już cała gromada produkowanych seryjnie minilaboratoriów.

A sam 2045 rok może okazać się potencjalnie jeszcze bardziej przełomowy: japońska firma konstrukcyjna Obayashi Corp. i chiński państwowy China Aerospace and Technology Corporation szacują, że w latach 40. rozwój technologii pozwoli na skonstruowanie prawdziwego Świętego Graala astronautyki: windy kosmicznej, pozwalającej na wynoszenie w kosmos ładunków za grosze. Dziś nie mamy jeszcze wystarczająco mocnych materiałów na zbudowanie kabli windy – ale szybki postęp prac nad nanorurkami węglowymi, grafenem czy materiałami wzorowanymi na pajęczych niciach daje nadzieję, że jeszcze za naszego życia taki megaprojekt miałby szanse powodzenia.

Ten przełom ma też potencjalnie drugą stronę. Nie tyle mroczną, co przeciwnie: dosłownie jasną. Obiekty orbitalne mają irytujący nawyk odbijania promieni słonecznych. Dopóki nasze niebo nie jest szczególnie zatłoczone, przelot ISS czy dużego satelity, puszczającego „zajączki” obserwatorom na Ziemi blaskiem Słońca odbijanym w panelach słonecznych, jest atrakcją. Dziś na orbicie Ziemi jest ponad 2 tys. czynnych sztucznych satelitów. Kilkaset jest widocznych z Ziemi gołym okiem. Ale to dopiero początek.

Elon Musk, częściowo po to, by sfinansować program budowy Starshipów, chce wystrzelić na orbitę 42 tysiące nowych. Satelity Starlink mają dostarczać internet w każde miejsce na powierzchni Ziemi, na razie jednak powodują ból głowy u astronomów. Przez pierwsze tygodnie po starcie są widoczne nawet gołym okiem (rakieta Falcon 9 wynosi ich każdorazowo 60), a przez teleskop będą widoczne już zawsze – przynajmniej dopóki nie spłoną w ziemskiej atmosferze. W 2045 r. niemal na pewno nadal tam będą.

Uczeni oskarżają Muska o to, że zaśmiecając nimi nocne niebo narusza konwencję w sprawie ochrony światowego dziedzictwa kulturowego i naturalnego. 1400 astronomów podpisało się pod listem protestacyjnym i rozważa pozew do międzynarodowego trybunału sprawiedliwości. Zapewne daremny. A podobne konstelacje przygotowują też inne firmy, np. brytyjska OneWeb. Satelity z internetem to zaś dopiero początek, bo rosyjska firma StartRocket opatentowała orbitalne billboardy, wyświetlające na tle gwiazd reklamy. Nocne niebo nigdy już nie będzie takie samo. Na 9 tysięcy widocznych gołym okiem gwiazd będzie przypadać kilkadziesiąt tysięcy sztucznych obiektów.

Ale im więcej obiektów na orbicie, tym niebezpieczniej. Każdego dnia operatorzy satelitów muszą zmieniać tor ich lotu, by unikać kosmicznych śmieci. Według amerykańskiej sieci nadzoru przestrzeni kosmicznej w styczniu 2019 r. na orbicie Ziemi znajdowało się 34 tysiące obiektów większych niż 10 cm, 900 tysięcy większych niż 1 cm i ponad 128 milionów mniejszych odpadków. To tworzy zagrożenie i dla satelitów, i dla astronautów.

Już w 1978 r. pracujący dla NASA astrofizyk Donald Kessler obliczył, że istnieje niewielkie, ale nie zerowe zagrożenie tym, że seria zderzeń na ziemskiej orbicie mogłaby doprowadzić do efektu domina – odłamki jednej kolizji wywołałyby kolejne. Tzw. kaskada Kesslera mogłaby w najczarniejszym scenariuszu skończyć się otoczeniem Ziemi chmarą rozpędzonych szrapneli na wiele lat poważnie utrudniających jakąkolwiek próbę opuszczenia naszej planety.

W 2045 r. nie będziemy już sami – albo będziemy samotniejsi niż kiedykolwiek.

©℗